考虑需求不确定性的电能量-灵活爬坡市场均衡模型

孙田; 闵睿; 郭倬辰; 刘学; 蔡元纪

沈阳工业大学学报 ›› 2026, Vol. 48 ›› Issue (4) : 19 -28.

孙田, 闵睿, 郭倬辰, 刘学, 蔡元纪

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摘要

【目的】随着可再生能源渗透率的持续提升，“鸭子曲线”问题将愈发严峻，系统净负荷曲线短时间内的迅速爬升现象会更加突出，这对电力系统的灵活性提出了更高要求。灵活爬坡产品作为一种新型辅助服务交易品种，可通过激励机组在本时段预留灵活爬坡容量，以应对下一时段的净负荷变化，提供该产品的机组也能借此获得相应回报。当前研究对灵活爬坡需求价格曲线的不确定性考虑不足，对该产品影响市场均衡的讨论较为欠缺，且未充分纳入多资源主体的不同特性，上述问题仍需要进一步研究解决。【方法】本文提出了一种考虑源荷不确定性的灵活爬坡需求价格曲线计算模型。该模型结合系统净负荷中负荷与新能源功率预测误差受不同因素影响的特征，采用分位数回归方法拟合得到系统负荷预测误差的上、下限曲线方程，进而计算出系统灵活爬坡需求；在此基础上，结合系统净负荷预测误差的概率密度分布函数，确定灵活爬坡需求价格曲线。以该计算模型为基础，本文进一步构建了考虑多类型资源接入的电能量-灵活爬坡市场均衡模型，将原有仅以发电成本最小化为目标的数学模型，扩展为电能量与灵活爬坡产品供应的总成本最小化模型。【结果】以IEEE30节点系统为算例，结合某地实际光伏与负荷数据开展仿真分析：首先通过计算误差回归曲线得到净负荷预测误差，进而绘制系统灵活爬坡需求价格曲线，为灵活爬坡产品定价提供依据；其次通过多场景市场均衡分析发现，所构建模型下的电能量出清价格可有效反映系统灵活爬坡供需关系，实现机组及系统的经济性最优；再次对各场景光伏出力曲线的分析表明，该模型能有效减少弃光现象；最后验证得出，独立储能的接入可替代部分高发电成本的燃气机组，从而降低系统总购电成本。【结论】通过所构建模型，系统可有效调整灵活爬坡产品的采购量，减少因未采购灵活爬坡容量产生的损失成本，显著提升系统运行经济性；在市场价格的引导下，灵活爬坡产品能够激励更多灵活资源并网并提供灵活爬坡容量，为新能源消纳能力的进一步提升创造条件；此外，独立储能可较好地匹配系统灵活性需求，在缓解系统灵活性供需压力的同时，为自身争取更多盈利机会。